A Denoising Method of Partial Discharge Signal Based on Improved SVD-VMD

降噪 局部放电 信号(编程语言) 声学 材料科学 奇异值分解 计算机科学 电子工程 分析化学(期刊) 算法 化学 物理 电气工程 色谱法 工程类 电压 程序设计语言
作者
Zhipeng Lei,Feiyu Wang,Chuanyang Li
出处
期刊:IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:30 (5): 2107-2116 被引量:32
标识
DOI:10.1109/tdei.2023.3269725
摘要

A denoising method combined with singular value decomposition (SVD) and variational mode decomposition (VMD) is proposed to eliminate noise in on-site partial discharge (PD) signals from high-voltage electrical equipment. In the Fourier transform power spectrum, periodic narrowband interference was eliminated after SVD was offered to determine the number of singular values of periodic narrowband interference. Then, the PD signal was decomposed into ${K}$ intrinsic mode function (IMF) components by VMD. The empirical mode decomposition (EMD) method was used to determine the ${K}$ value of white noise's IMF components. An improved $3\sigma $ criterion threshold method was proposed to eliminate the residual noise in the PD signal. The denoising method was compared with the other two methods to analyze the denoising effect on the simulation and experimental PD signal. This article's denoising method can eliminate periodic narrowband interference and white noise in different PD signals of cavity discharge, corona discharge, and those from the motors' coil. The denoised PD pulse waveform has a higher signal-to-noise ratio (SNR) and normalized correlation coefficient (NCC) and a lower mean square error (mse), indicating that the waveform's original characteristic remains.
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